2015년05월31일 40번

[폐기물처리기술]
메탄올(CH₃ OH) 3kg을 완전 연소하는데 필요한 이론 공기량은?

① 10 Sm3
② 15 Sm3
③ 20 Sm3
④ 25 Sm3

(정답률: 58%)

문제 해설

메탄올(CH₃ OH)의 분자식은 CH₃ OH이며, 이를 완전 연소시키면 다음과 같은 반응식이 일어납니다.

2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O

이 반응식에서 메탄올 2몰에 대해 산소 3몰이 필요합니다. 따라서 메탄올 3kg은 몰로 환산하면 다음과 같습니다.

3kg / 32.04 g/mol = 93.7 mol

이에 대해 필요한 산소의 몰은 다음과 같습니다.

93.7 mol × (3 mol O₂ / 2 mol CH₃OH) = 140.6 mol O₂

이를 체적으로 환산하면 다음과 같습니다.

140.6 mol × 22.4 L/mol = 3150.4 L = 3.15 m³

하지만 이는 이론적인 값으로, 실제 반응에서는 공기 중의 질소와 다른 불완전 연소 생성물 등이 함께 생성되므로 이보다 더 많은 공기가 필요합니다. 따라서 보기에서 가장 근접한 값인 "15 Sm³"이 정답입니다.

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